Хаммар эксперимент

Эксперимент Хаммара был эксперимент разработан и проведен Густав Вильгельм Хаммар (1935) , чтобы проверить эфирное сопротивление гипотезы . Его отрицательный результат опроверг некоторые конкретные модели сопротивления эфира и подтвердил специальную теорию относительности .

Обзор [ править ]

Такие эксперименты, как эксперимент Майкельсона-Морли 1887 года (и более поздние эксперименты, такие как эксперимент Траутона-Нобла в 1903 году или эксперимент Траутона-Ренкина в 1908 году), представили доказательства против теории среды для распространения света, известной как светоносный эфир. ; теория, которая в то время была устоявшейся частью науки почти сто лет. Эти результаты ставят под сомнение то, что тогда было центральным предположением современной науки, и позже привели к развитию специальной теории относительности.. В попытке объяснить результаты эксперимента Майкельсона-Морли в контексте предполагаемой среды, эфира, было рассмотрено множество новых гипотез. Одно из предложений заключалось в том, что вместо того, чтобы проходить через неподвижный и неподвижный эфир, массивные объекты на поверхности Земли могут увлекать за собой часть эфира, делая невозможным обнаружение «ветра». Оливер Лодж (1893–1897) был одним из первых, кто проверил эту теорию, используя вращающиеся массивные свинцовые блоки в эксперименте, в котором была предпринята попытка вызвать асимметричный эфирный ветер. Его испытания не дали заметных результатов, отличных от предыдущих испытаний эфирного ветра. ^{[1] [2]}

В 1920-х годах Дейтон Миллер провел повторные эксперименты Майкельсона – Морли, которые якобы дали положительный результат. Однако несколько экспериментов, проведенных впоследствии другими, дали отрицательные результаты. Миллер утверждал, что это происходит из-за увлечения эфира, потому что в других экспериментах использовалось сильно закрытое оборудование. Чтобы проверить утверждение Миллера, Хаммар провел следующий эксперимент с использованием интерферометра с общим ходом в 1935 году. ^{[3] [4]}

Эксперимент [ править ]

С помощью наполовину посеребренного зеркала А он разделил луч белого света на два полулуча. Один полулучевой луч был направлен в поперечном направлении в толстостенную стальную трубу, оканчивающуюся свинцовыми заглушками. В этой трубе луч отражался зеркалом D и направлялся в продольном направлении к другому зеркалу C на другом конце трубы. Там он отражался и направлялся в поперечном направлении к зеркалу B за пределами трубы. Из точки B он вернулся в точку A в продольном направлении. Другая половина луча прошла по тому же пути в противоположном направлении.

Топология светового пути была интерферометром Саньяка с нечетным числом отражений. Интерферометры Саньяка обеспечивают превосходный контраст и стабильность полос ^[5], а конфигурация с нечетным числом отражений лишь немного менее стабильна, чем конфигурация с четным числом отражений. (При нечетном количестве отражений движущиеся в противоположные стороны лучи инвертируются в боковом направлении относительно друг друга на большей части светового пути, так что топология слегка отклоняется от строгого общего пути. ^[6]Относительная невосприимчивость его аппарата к вибрации, механическому напряжению и температурным воздействиям позволила Хаммару обнаруживать смещения полос всего на 1/10 полосы, несмотря на использование интерферометра на открытом воздухе в открытой среде без контроля температуры.

Подобно эксперименту Лоджа, аппарат Хаммара должен был вызвать асимметрию в любом предложенном эфирном ветре. Хаммар ожидал, что результаты будут следующими: если устройство будет выровнено перпендикулярно ветру эфира, оба длинных плеча будут одинаково подвержены увлечению эфира . Если устройство выровнено параллельно потоку эфира, одна рука будет больше подвержена увлечению эфира, чем другая. Следующие ожидаемые времена распространения встречных лучей были даны Робертсоном / Нунаном: ^[4]

${\ displaystyle t_ {1} = {\ frac {AB} {c + v}} + {\ frac {BC + DA} {\ sqrt {c ^ {2} -v ^ {2}}}} + {\ гидроразрыв {CD} {c-v + \ Delta v}}}$

${\ displaystyle t_ {2} = {\ frac {AB} {cv}} + {\ frac {BC + DA} {\ sqrt {c ^ {2} -v ^ {2}}}} + {\ frac { CD} {c + v- \ Delta v}}}$

где - скорость увлеченного эфира. Это дает ожидаемую разницу во времени:${\ displaystyle \ Delta v}$

${\ displaystyle \ Delta t \ simeq {\ frac {2l \ Delta v} {c ^ {2}}}}$

1 сентября 1934 года Хаммар установил аппарат на вершине высокого холма в двух милях к югу от Москвы, штат Айдахо , и провел множество наблюдений с аппаратом, повернутым во всех направлениях азимута, в светлое время суток 1, 2 сентября и 3. Он не заметил смещения интерференционных полос, соответствующего верхнему пределу в км / с. ^[3] Эти результаты считаются доказательством против гипотезы сопротивления эфира, предложенной Миллером. ^[4]${\ displaystyle \ Delta v <0,074}$

Последствия для гипотезы перетаскивания эфира [ править ]

Поскольку существовали различные идеи «сопротивления эфира», интерпретация всех экспериментов по перетаскиванию эфира может быть сделана в контексте каждой версии гипотезы.

1. Отсутствие или частичное увлечение каким-либо объектом с массой. Об этом говорили такие ученые, как Огюстен-Жан Френель и Франсуа Араго . Это было опровергнуто экспериментом Майкельсона – Морли .
2. Полный захват в пределах или вблизи всех масс. Это было опровергнуто Аберрацией света , эффектом Саньяка , экспериментами Оливера Лоджа и эксперимента Хаммара.
3. Полный захват внутри или вблизи очень больших масс, таких как Земля. Это было опровергнуто аберрация света , Майкельсона-Гейла-Пирсона эксперимента .

Ссылки [ править ]